未知顶点输入下的框架结构物理参数识别及地震反演研究

对同时作用有未知顶点集中荷载和未知地震荷载的框架结构的物理参数识别及荷载反演进行了研究。根据地震荷载在框架任意层上的作用都是时域相关的特点,并结合"消去法"和"统计平均法"对结构的物理参数识别的同时,反演出未知顶点集中荷载和地震荷载时程。通过具体工程算例验证该算法的有效性和可靠性;并对有噪声情况下识别进行探讨。从而为结构损伤识别提供有效的方法。     

强震作用下桥墩结构物理参数识别及荷载反演分析

强震后对桥梁墩柱的损伤识别是灾后桥梁加固维修的重要依据,也是健康检测的关键技术之一。根据地震在桥墩结构任意节点处的作用是时域相关的特性,运用全量补偿复合反演算法对桥墩结构物理参数进行识别,并结合"统计平均法"反演输入地震加速度时程。以某典型桥梁墩柱为工程背景,在输入汶川地震波下验证该算法的有效性和可靠性,并对有一定噪声作用下的抗干扰能力进行探讨;从而为强震地区桥梁结构损伤识别及健康检测提供有效的途径。     

地面地震动时程向地层深处反演研究

根据线性滞回阻尼理论和土层的频域本构关系,以Matlab为平台编制了计算机程序,对水平成层土的暂态地震响应进行了频域内的反演,从而利用土层特性和地面地震动时程得到了地层深处的地震动时程,并在数值实验中采用SHAKE91程序进行正演验证。算例分析结果表明,该反演方法能够较好地模拟出地层深处的地震动时程。     

基于时间序列模型的结构损伤识别方法

针对现有结构损伤识别方法中因模型参数物理意义不明确而导致的损伤信息遗漏等问题,提出一种基于时间序列模型的损伤识别方法.首先,推导了具有外部输入的自回归模型(ARX)的一般表达式,并通过联立多自由度体系运动方程建立了考虑结构动力特性的ARX模型.随后,运用该模型预测得到未损伤情况下的节点加速度时程序列,根据其与实测数据的差异程度构造表征结构损伤的参数,即损伤因子.最后,根据损伤因子数值大小与分布情况评估结构损伤状态.数值算例结果表明,该方法在较少的测量数据样本下,能够较好地识别单位置与多位置损伤,并可较为准确地判断损伤程度,同时识别结果受激振位置与测量噪声的影响较小.     

基于ASCE SHM Benchmark模型的两阶段结构损伤识别方法

近年来,一种激励未知和输出部分已知条件下结构局部损伤识别的新方法得以提出,这种方法能基于子结构思想进行复杂结构的局部损伤识别,基于此方法,提出两阶段的损伤识别策略,并将其应用于第1阶段ASCE SHMbench-mark模型的case 4的4种损伤识别,以检验此方法的有效性.在第1阶段,提出8-DOF的损伤模型以进行损伤层的定位;第2阶段,利用子结构的思想,提出12-DOF的损伤模型,在包含损伤层的子结构中对损伤进行准确识别和定位.采用扩展卡尔曼方法对增广状态向量进行估计并使用最小二乘对未知激励进行递推,识别未知激励下的结构物理参数.损伤识别的结果显示,此方法能高精度地识别benchmark模型的各种损伤情形.     

部分输入未知条件下的桥墩物理参数识别及波浪力反演

基于全量补偿复合反演算法,对孤立墩柱在波浪力部分输入信息未知条件下,分别对无噪声和有噪声干扰的情况进行桥梁墩柱结构的物理参数识别及波浪时程反演研究。算例数值分析表明,结构物理参数识别结果满足精度要求,对墩柱在部分未知输入信息下的参数识别的反演方法是可行的。从而为跨江、跨海墩柱受波浪力作用下的结构物理参数识别研究提供了一种新的方法,供工程应用参考。     

高层混合结构地震整体损伤指标研究

首先基于模态参数,给出高层混合结构在四个损伤状态下的最终软化指标;然后用非线性分析软件CANNY对9个不同结构参数高层混合结构模型进行了近500次不同地震动作用下的非线性时程分析,建立了最大层间位移角与最终软化指标及结构参数之间的关系,以及最大层间位移角和最大总位移角之间的关系;并结合Pushover分析,提出了高层混合结构基于变形和能量的双参数损伤指标,最后通过一高层混合结构的模拟地震振动台试验对建议的各损伤指标量化值进行了验证.     

结构损伤识别的直接解析法

探讨一种损伤识别的方法——直接解析法.本方法从结构模态有限元算式出发,把频率和振型看作损伤参数的函数,经过泰勒展开获得频率、振型对损伤参数的一阶偏导数,然后构造以损伤参数为未知量的超定线代方程组,求解得到全部损伤参数值.进一步又提出本方法的自迭代修正,大幅度提高了识别精度.本方法可以同时识别出结构损伤的数量、位置和程度,并可识别任意多数量的损伤参数.通过对一个5层框架结构的数值模拟分析,验证了它的可行性.     

基于附加质量的梁损伤识别影响因素分析

为了提高基于附加质量的梁结构损伤识别精度,对附加质量影响因素进行了综合分析。根据梁结构损伤识别的附加质量法,建立梁结构有限元模型,并计算其损伤部位以及损伤程度,同时研究附加质量的大小、数目及位置对结构损伤识别的影响。在验证附加质量法对梁结构损伤识别有效性的基础上,采用不同的质量块附加在梁结构的不同位置进行损伤识别,由得到的损伤识别结果计算损伤识别误差。研究结果表明:附加质量后损伤识别精度有较大提升,有效降低了识别误差;随着损伤程度的增加,识别误差在逐渐增大,附加质量法对小损伤具有较好的识别效果;附加质量的大小和数目是提高梁结构损伤识别精度的主要因素,附加质量的位置对损伤识别结果的影响也不容忽视。     

基于神经网络的空间桁架结构损伤三重识别

以一72杆空间钢桁架为例进行桁架结构损伤三重识别.考虑单损伤工况与双损伤工况,通过ANSYS软件建模得到结构在无损与损伤工况下的固有频率,运用神经网络进行结构损伤定位与损伤程度确定.首先识别损伤层,然后识别损伤层中的损伤杆件,最后识别损伤杆件的损伤程度.结果表明该方法用于桁架结构损伤识别是可行的.     

框架与框架填充墙结构的统计损伤诊断

提出了一种基于递推随机有限元方法(RSFEM)的随机结构损伤识别方法来识别框架与框架填充墙结构的损伤.在定义了随机损伤指数概念的基础上,考虑模型误差的不确定性和测量噪声的影响,建立了关于随机损伤指数的控制方程.然后,利用RSFEM得到了结构随机损伤指数的统计特性.数值算例的结果显示,新的方法与两步法结合能在考虑模型误差和测量噪声的情况下对结构损伤进行有效识别,且在结构随机参数有较大涨落情况下,该方法与蒙特卡洛模拟法同样有效.     

基于结构测试的损伤诊断方法研究

从结构测试的角度论述了结构损伤诊断方法．该方法以结构测试为基础，将测试数据与模型分析结果进行综合分析比较，从中得到结构刚度等参数变化的信息，实现结构的损伤判别与定位定量分析．按测试方式的不同可分为基于静力测试的损伤诊断法、基于振动测试的损伤诊断法以及基于振动和静力综合测试的损伤诊断法．其中基于振动测试的损伤诊断法可进一步分为直接的系统识别方法、损伤指标法和有限元模型修正法．指出了损伤诊断方法的研究现况及存在问题，对今后研究的方向作了展望．     

基于小波包能量谱和因子分析的结构损伤识别方法

为了消除环境温度对损伤识别结果的影响,提出了一种基于小波包能量谱和多元统计方法——因子分析的损伤识别方法.首先利用小波包能量谱法对结构动力响应数据进行分析,得到结构动力响应特征参数;其次建立结构动力响应特征参数的因子模型,用因子分析法去除环境温度对于动力响应特征参数的影响,并通过计算得到结构损伤指标;最后以钢结构平台仿...     

桥梁损伤的移动质量多次测量检测法

提出了一种新的桥梁损伤检测方法．该方法采用移动质量块在不同位置对桥梁进行多次测量,只利用各次测量的频率值来确定桥梁结构的其它模态参数,从而确定桥梁的损伤情况．文中建立了该方法的理论模型,并对理论公式进行了推导,最后通过数值模拟对该方法的有效性进行了验证．     

带有参数非确定性的单层厂房结构的地震响应

将材料参数非确定性和输入外荷载非确定性等的影响用结构的自振圆频率和响应的屈服位移的非确定性来表征，采用Monte-Carlo模拟方法对自振圆频率和结构响应的屈服位移考虑为非确定性参数时结构的非线性最大位移响应、最大恢复力响应进行计算分析，并对结构抗力与外荷载效应的相对比值对非线性结构系统可靠指标的影响进行初步研究。结果表明，非确定性参数对结构最大响应有显著影响，不同的非确定性对结构响应的影响程度不同，在非线性结构动力分析中区分各种非确定性因素的贡献是非常重要的。     

基于环境振动信号的框架结构震后损伤识别

提出了一种新的损伤指标用于框架结构的震后损伤识别.以环境振动作为激励信号,采用小波包分解理论,利用框架结构损伤后振动信号的能量在频域内的变化,构建损伤指标DI,并给出了损伤识别流程图.在此基础上,以某钢筋混凝土框架结构为例,设定4种震后损伤工况,对框架结构进行了震后损伤识别分析,探讨了不同楼层、不同类型振动信号对损伤识别效果的影响.结果表明:本文构建的损伤指标DI可以有效识别框架结构的震后损伤,损伤指标DI与损伤程度之间有近似线性的关系;基于较高楼层振动信号的损伤指标值对结构的损伤识别效果较佳;利用速度信号可获得比加速度信号更好的识别效果.     

基于叠前反演流体识别与频散AVO反演的研究

由于纵波不能在流体中传播,叠后地震反演得到纵波波阻抗是无法识别储层中的流体。基于横波在流体中传播特点,利用叠前数据丰富的运动学与动力学信息获得弹性参数进行储层流体识别是可行的,但受到地震反问题固有的“病态解”等不确定性的影响,在进行叠前地震反演时会产生较为严重的多解性与不确定性,从而影响了后续的储层岩性与流体识别的精度。基于以上问题本论文以储层埋藏较深、钻井资料较少的D2地区为研究目标,采用测井岩石物理敏感分析、敏感流体因子反演和频散AVO反演三种技术综合来提高储层预测的精度,实际资料的应用效果表明采用多种技术方法来进行储层的流体识别是可行的。     

古塔结构损伤的系统识别Ⅱ:应用

大多数系统识别方法并不能很好地解决实际工程所呈现的复杂性和随机性。本文的研究目的是提出可有效应用于实际工程、基于系统识别的损伤检测及估计方法。文中以兴福寺塔为例,讨论了古建筑结构损伤的特点;提出了根据满足规范要求的设计目标确定基准系统的方法,从而使系统识别技术在古建筑这样一类没有损伤前测试数据的实际工程的应用成为可能。实测频率和模坊数据被用来对结构参数的变化作出估计,采用论文Ⅰ提出的判别分析法和条件分布下的损伤程度估计方法对古塔损伤进行了识别,其结果是可以接受的。     

基于子空间旋转算法的实桥损伤识别

子空间旋转算法就是基于结构模型参数的损伤识别方法之一. 子空间旋转算法基于结构的有限元模型, 利用矩阵变换的方法, 将损伤位置和损伤程度问题区分开来, 实际应用表明, 只需利用一阶频率和振型, 就可以识别桥的主要损伤位置和损伤程度.